Question

3．電動(dòng)自行車以其輕便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保倍受消費(fèi)者青睞，60Kg的小明新買一電動(dòng)自行車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示．他買的自行車還有一功能：當(dāng)關(guān)閉電源開關(guān)，用力踩腳踏板時(shí)，它還可以對(duì)電機(jī)充電，實(shí)現(xiàn)自發(fā)電．一天，電動(dòng)自行車載著小明以7m/s的速度在水平地面勻速行駛了1個(gè)小時(shí)，受到的阻力為總重的0.03倍．電動(dòng)自行車的結(jié)構(gòu)和使用涉及到許多自然科學(xué)的知識(shí)，請(qǐng)你從自行車的結(jié)構(gòu)、使用、能量轉(zhuǎn)化等方面講出四條與所學(xué)物理知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容，或利用題中所給的數(shù)據(jù)求出四個(gè)末知量（要有完整的計(jì)算過程，g=10N/Kg）．

型號(hào)	TKR0178Z
無刷電機(jī)	48V  400W
鉛蓄電池	48V  80Ah
整車質(zhì)量	80Kg
與地接觸總面積	1dm2

Answer 1

分析 （1）自行車上運(yùn)用物理知識(shí)很多：力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等等．主要涉及到力學(xué)的內(nèi)容，我們可以從質(zhì)量、密度、重力、摩擦、氣壓、杠桿各個(gè)方面考慮．
（2）利用速度公式可求1小時(shí)內(nèi)行駛的路程；利用G=mg可求小明的重力；利用p=$\frac{F}{S}$可求對(duì)地面的壓強(qiáng)；利用力的平衡和阻力與重力的關(guān)系計(jì)算阻力的大小．還可以計(jì)算鉛蓄電池充滿電后具有的電能、電機(jī)工作1小時(shí)消耗的電能、1小時(shí)內(nèi)動(dòng)力對(duì)自行車做的功、電機(jī)以額定功率工作時(shí)電路中的電流、電機(jī)按額定功率行駛時(shí)的效率等、

解答 解：（2）①自行車手把和腳踏板有花紋，是為了在壓力一定時(shí)，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦；
②轉(zhuǎn)軸內(nèi)有小鋼珠是變滑動(dòng)為滾動(dòng)減小摩擦；
③自行車把手橫桿屬省力杠桿；
④腳踏板處屬省力杠桿；
⑤自行車車座做的比較寬，是為了增大受力面積，從而減小人座在上面時(shí)的壓強(qiáng)；
⑥騎自行車到達(dá)終點(diǎn)時(shí)就算剎車也不能立即停下來，是由于慣性；
⑦電機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
⑧電機(jī)工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；
⑨自行發(fā)電時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；
⑩自行發(fā)電的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象等；
（2）①根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得1小時(shí)內(nèi)行駛的路程為s=vt=7m/s×1×60×60s=2.52×10⁴m；
②小明的重力為G_小明=m_小明g=60kg×10N/kg=600N；
③自行車的重力為G_車=m_車g=80kg×10N/kg=800N；
車和人的總重力為G_總=G_小明+G_車=600N+800N=1400N；
自行車在水平地面勻速行駛，自行車受到的阻力為f=0.03G=0.03×1400N=42N；
④小明騎在自行車上時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G_總=1400N，
壓強(qiáng)為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1400N}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.4×10⁶Pa；
答：自行車手把和腳踏板有花紋，是為了在壓力一定時(shí)，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦；
自行車把手橫桿屬省力杠桿；
電機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
自行車車座做的比較寬，是為了在壓力一定時(shí)，增大受力面積，從而減小人座在上面時(shí)的壓強(qiáng)；
1小時(shí)內(nèi)行駛的路程為2.52×10⁴m；
小明的重力為600N；
自行車受到的阻力為42N；
小明騎在自行車上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.4×10⁶Pa．

點(diǎn)評(píng) 針對(duì)這種開放題，沒有固定的答案，我們應(yīng)該從學(xué)過的力、聲、光、電、磁、熱各部分去尋找答案，并把每一部分再細(xì)化到每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就能方便的找到答案．